Электр клапандар неге су араластыру өнеркәсібінде кеңінен қолданылады?

Су араластыру жүйелеріндегі электрлік клапандардың негізгі функциялары

Электрлік су реттеу клапаны не істейді?

Электрмен жұмыс істейтін су бақылау клапандары сенсорлардан немесе SCADA жүйелерінен келетін сигналдарға реакция беретін моторлы актуаторлар арқылы сұйықтықтарды басқарады. Қажет болған кезде, бұл клапандар ашылу өлшемдерін өзгертеді, қанша су ағып өтетінін реттейді, қысымды қауіпсіз деңгейде ұстайды және тіпті құбыр желісінде су ағып кеткен жағдайда толығымен жабылады. Коагуляция процесін мысалға алайық. Суға дәл қажетті мөлшерде өңдеу химикаттарын енгізу клапандардың орналасқан орнына байланысты. Өнеркәсіптік стандарттар өткен жылдың «Су өңдеу клапандары» есебінде көрсетілгендей, олардың дәлдігі плюс-минус 1,5% шегінде болуын талап етеді. Бұл дәлдік ластануды тиімді түрде жою үшін маңызды роль атқарады.

Негізгі рөлдер: Ағын реттеу, бөлу және жүйені қорғау

Электр клапандары үш маңызды функцияны атқарады:

• Ағын реттеу : Тұнба пайда болуын және құбырлардың коррозияға ұшырауын болдырмау үшін тарату желілеріндегі ағын жылдамдығын 0,5–3,0 м/с диапазонында ұстау.
• Оқшаулау : Жөндеу топтарының жүйені толығымен тоқтатуға керек болмай-ақ инфрақұрылымды бөліктеуіне мүмкіндік береді.
• Системалық корғау : Құбырлардың жарылуын болдырмау үшін қысымның лезде өсуі кезінде (150 PSI астам) дер кезде жабылуын іске қосады, бұл зауыттар үшін орташа есеппен $740 мыңға тең шығынға әкеледі (Ponemon 2023).

Су араластыру қондырғыларындағы электрлік клапандардың негізгі түрлері: Шарикті, көбелек және соленоидты

Су араластыру қондырғыларында қолданылатын үш негізгі түрі:

Клапанның түрі	Жұмыс негіздері	Негізгі қолдану аясы
Электрлік шарикті	толық жабылу үшін 90° бұрылыс	Химиялық дозалау желілері
Электрлік көбелек	Ағынды реттеу үшін ширатылған диск	Үлкен диаметрлі тарату құбырлары
Электромагнит	Электромагниттік катушкалы жұмыс істеуі	Кері ағын циклін автоматтандыру

Көбінесе дәлдігі мен құнының тиімділігіне байланысты көгершін клапандар ағынды реттеу жұмыстарының 70%-ын өзіне алады (Автоматтандырылған клапандар туралы зерттеу).

Электрлік клапандардың қолмен немесе пневматикалық нұсқаларға қарағандағы артықшылықтары

Ағынды басқарудағы ерекше дәлдік пен автоматтандыру

Микропроцессорлық басқару арқасында электрлік сораптар қолмен басқарылатын сораптарға қарағанда, шамамен 1% дәлдікпен орын алады, себебі қолмен басқарылатын сораптар оператордың білімі мен дұрыс әрекеттеріне тікелей тәуелді (Fluid Control Report, 2023). Мұндай дәлдік суды тазарту жүйелеріне химикаттар қосу сияқты маңызды міндеттер кезінде ерекше маңызға ие. 2%-дан төменгі кіші қателер болашақта үлкен проблемаларға, уақыт пен ақшаның кетуіне әкеп соғуы мүмкін. Бұл сораптар автоматты түрде жұмыс істегенде, енді ешқандай болжам жоқ. Олар әр минут сайын адамның қадағалауын қажет етпей, дәстүрлі сораптар сияқты емес, үнемі өз жұмысын тұрақты түрде жалғастырады. Бұл тұрақтылық күн сайын нәтижелердің біркелкі болмауына қатты қобалжуға тура келген зауыт менеджерлеріне уақыт үнемдеуге мүмкіндік береді.

Қиын орталарда жақсартылған сенімділік пен ұзақ мерзімділік

Өнеркәсіптік деңгейдегі электрлиқ ынталандырғыштар коррозиялық өндірістік сулар ортасында пневматикалық жүйелерге қарағанда механикалық бұзылулардың саны 40% аз болады (2023 жылғы Механикалық жүйелер зерттеуі). IP67 дәрежесіндегі герметикалау корпусы мен болаттық түбірлер хлор, күкірт қосылыстары және абразивті бөлшектерге ұзақ уақыт әсер етуге шыдайды, бұл қолмен басқарылатын компоненттердің бұзылуына әкеледі.

Еңбекақы шығындарының төмендеуі және ұзақ мерзімді операциялық тиімділік

Электрлік клапандарды қолданатын коммуналдық өндірістер пневматикалық жүйелерге қарағанда техникалық қызмет көрсетуге жұмсалатын еңбекақы уақытын 60% төмендетеді, себебі пневматикалық жүйелер ауа компрессорларын ұстауды талап етеді. Автоматтандыру үлкен желілер бойынша қызметкерлер санының қажеттілігін азайтады — Финикстегі су ауданы насос станцияларында қолмен басқарылатын күректік клапандарды электрлік ынталандырғыштармен ауыстыру арқылы жылына 140 000 доллар үнемдеді.

Энергия тиімділігі және қоршаған ортаға пайдасы

Электрлік жетектер позиция өзгерген кезде ғана энергия тұтынады, ал тұрақты ауа қысымын сақтау үшін энергияны шығындайтын пневматикалық жүйелерден айырмашылығы осында. Бұл талап бойынша жұмыс істеу өңдеу қондырғыларында энергия тұтынуды 31% азайтады және гидравликалық сұйықтықтың ағып кетуін болдырмау арқылы EPA стандарттарына сай болуын және су сапасын қорғауын қамтамасыз етеді.

Автоматтандыру және интеллектуалды бақылау жүйелерімен интеграция

Процестің тиімділігін арттыру үшін автоматтандырылған басқару жүйелері

2024 жылғы нарықтық болжамдарға сәйкес, су өңдеу процестерінде тиімділікті шамамен 22% арттыру үшін өндірістік автоматтандыру жүйелеріне қосылған электрлік клапандарды пайдалануға болады. Бұл жүйелер рН-сенсорлар, ластану детекторлары мен ағыс өлшеуіш құралдары сияқты әртүрлі бақылау құрылғыларының көрсеткіштері негізінде клапандардың ашылуы мен жабылуын басқаратын бағдарламалық логикалық басқару құрылғылары (PLC) арқылы жұмыс істейді. Мұндай байланыстыру судағы химикаттарды қосу процесіне әлдеқайда жақсы бақылау мүмкіндігін береді. Мысалы, коагуляция процесінде осындай автоматтандырылған үш жолды клапандар араластыру қатынасын шамамен ±1,5% дәлдікпен реттейді. Нәтижесінде су өңдеу станциялары операторлардың барлық параметрлерді қолмен реттеуі кезіндегіге қарағанда шамамен 18% алюминий сульфатын азырақ пайдаланады. Осындай дәлдік шығындарды үнемдеуге және судың сапасын жақсартуға нақты ықпал етеді.

Үлкен көлемді инфрақұрылымдар үшін қашықтан басқару мүмкіндіктері

Центрлендірілген басқару панельдері арқылы операторлар енді бүкіл желілер бойынша таратылған электр клапандарын бір орталықтан басқара алады. Өткен жылы Калифорнияда болған құрғақшылық кезінде болған жағдайды мысалға келтірейік. Су компаниялары әрбір 15 минут сайын шамамен 2800 суару клапанын реттеу арқылы әртүрлі аймақтардағы су сақтағыштарды тепе-теңдікте ұстады. Мұндай жүйе интернетке қосылған технологиялардың қаншалықты масштабталатынын көрсетеді. Пайдалы әсер тек теориялық деңгейде ғана емес. 100 шаршы мильден асатын ауданды қамтитын коммуналдық су жүйелері мұндай қашықтан басқару шешімдерін енгізгеннен бері жергілікті жұмысшылар санын шамамен 40 пайызға азайтқанын хабарлайды. Еңбек шығындарында үнемделген ақша мен ресурстарды тиімді бөлу көптеген қоғамдастар үшін сумен басқару мәселелеріне инвестиция жасаудың тиімділігін дәлелдейді.

Нақты уақытта деректерді бақылау мен реакция үшін SCADA интеграциясы

SCADA жүйелері электрлік клапандармен бірге жұмыс істегенде қысымның өзгеруіне, басқаша сөзбен айтқанда, мәселелер туғызуы мүмкін өзгерістерге тез реакция береді. 2023 жылғы соңғы зерттеулер өнеркәсіптік су жүйелерін зерттеп, қызықты нәтиже алып шықты – олардың шамамен 90% кем болатын трубалардың жарылуы байқалды, бұл интеллектуалды импульсті реттеу клапандарын болжау аналитикасымен бірге пайдалануды бастағаннан бері. Нақты уақытта момент деңгейін бақылау мүмкіндігі мен клапан штоктарының орны туралы тұрақты жаңартулар алу арқылы техникалық қызмет кестесінің бәрін өзгертеді. Бұл түрдегі алдын ала шаралар өңдеу құрылғыларында кездесетін қиын абразивті жағдайларда клапандардың қызмет ету мерзімін шынымен 3-5 жылға ұзартады.

Су араластыру процестеріндегі электрлік клапандардың маңызды қолданылуы

Тарату желілеріндегі қысым мен ағысты басқару

Электрлік клапандар тарату жүйелеріндегі су қысымын дұрыс деңгейде ұстап, құбырларға көп күш түсіруді азайтады және жиі кездесетін сорғыларды болдырмауға көмектеседі. Бұл қысымды төмендететін клапандар автоматты түрде ағысты реттеп, көбінесе қалалық жүйелерде 10-80 psi шамасында қысымды тұрақты ұстайды. 2023 жылы Water Environment Federation (Су ортасы федерациясы) жүргізген соңғы зерттеу бойынша электрлік глобус және көбелек клапандарға көшкен жерлерде қысыммен байланысты мәселелердің 62% -ға дейін азаюы байқалды, ал қолмен басқарылатын клапандар пайдаланылған кезде мұндай нәтиже болмады. Осы клапандардың ерекшелігі неде? Олар SCADA жүйелерінің командаларына жауап ретінде тез реакция береді және сұраныс көбейген кезде операторлардың тез шешім қабылдауына мүмкіндік береді.

Резервуар деңгейін басқару және судың жасын оптимизациялау

Электрлік басқару сораптары су қалдығын автоматтандырылған ыдыс циклы арқылы жояды. Сұйық деңгейін бақылайтын флоппер-контролді электромагниттік сораптар резервуардағы су деңгейін дәл реттеп, бактериялардың өсуін шектеуге мүмкіндік беретін айналым жылдамдығын қамтамасыз етеді және тасып кетуді болдырмауға көмектеседі. Бұл технологияны пайдаланатын коммуналдық қызмет көрсетушілер орташа су жасын — дезинфекцияның ыдырауын болдырмаудың негізгі кілті — 33%-ға дейін төмендетті ( 2024 жылғы Су Өңдеу Инфрақұрылымы Жөніндегі Есеп ).

Сораптық Станциялардағы Соққыдан Қорғау

Электрлік сораптар сорапты іске қосу кезінде және электр энергиясының болмауы сәтінде гидравликалық соққыны болдырмауға көмектеседі. Төрттен бір бұрыштық жүргізу механизмі бар тез әрекетті шарикті сораптар қысымның секіруі кезінде 0,5 секундтан кем уақыт ішінде желінің бөлігін бөліп тастайды. 2023 жылғы гидравликалық транзиенттік талдау бұл шешімдердің соққыдан туындаған құбыр үзілулерін 72% азайтатынын көрсетті, бұл маңызды инфрақұрылымды қорғайды.

Сүзгі Жүйелеріндегі Кері Шайлау Циклының Автоматтандырылуы

Бағдарламаланатын электрлік сораптар уақыт бойынша кері шайлау тізбегі арқылы сүзгінің техникалық қызметін оптимизациялайды. Қалып-күйін бақылау датчиктері бар көбік сораптар медиа қабатының толық сұйықтануын қамтамасыз етеді және қолмен басқаруға қарағанда цикл сайын 18–22% суды үнемдейді. Бұл автоматтандыруды қолданатын қондырғылар жыл сайынғы сүзгі тоқтауларын 40% азайтады және тұмандықтың 1 NTU төменгі стандартын тұрақты түрде қамтамасыз етеді.

Су қауіпсіздігін қамтамасыз ету: Артқа ағу алдын алу және ластануды бақылау

Ішуге жарамды су жүйелеріндегі аралас ластанудың алдын алу

Электрлік клапандар су қысымында кенеттен өзгеріс болған кезде ішуге жарамды су жүйелерінде кері ағын оқиғаларын тоқтатады. Бұл құрылғылар ластану қаупі ең жоғары болатын аймақтарды анықтап, одан кейін бағытталған қорғаныс шараларын қолданатын қиылысу байланыстарын бақылау орнатуларының бір бөлігі болып табылады. Клапандар жүйенің бойынша қысым айырмашылықтарын тұрақты ұстау арқылы және қажет болған жағдайда тез уақытта өшіру арқылы жұмыс істейді. Бұл таза су жүйелерімізге зауыт химикаттары немесе өндірмелер сияқты қауіпті заттардың түсуін болдырмақ үшін маңызды. Бұл қауымдастық бойынша құбырлар әртүрлі тәсілдермен байланысқан күрделі су желілерінде ерекше маңызды.

Электрлік Клапандардың Қауіпсіздікті Қамтамасыз Ету Жобасы және Тығыздық Бүтіндігі

Қосымша жабылу жүйелерінің арқасында коррозияға төзімді материалдар құрылымның герметичностьын сақтап, қауіпсіздік механизмдерін қамтамасыз етеді. Екі деңгейлі отырғыш конструкциясы тамақ өнеркәсібіне сай эластомерлерден жасалған, яғни мүлдем сорғының болмауын қамтамасыз етеді, ал шынықтырылған болат бөлшектері химиялық әсерлерге төтеп бере алады. Электр қорек кесілгенде немесе жүйеде басқа да ақаулар пайда болғанда, осы интеллектуалды актуаторлар автоматты түрде клапандарды қауіпсіз жағдайына қайтарып орнатады, сондықтан судың ластануы болмайды. Ponemon зерттеуінің 2023 жылғы деректеріне сәйкес, бұл барлық енгізілген қорғаныс шаралары көне қолмен басқарылатын жүйелермен салыстырғанда техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды шамамен 18 пайызға дейін азайтады. Сонымен қатар, олар іс жүзінде NSF/ANSI 61 стандартының талаптарына сай келеді, бұл барлық жерде ішуге пайдаланылатын судың сапасының қауіпсіз екендігін кепілдендіреді.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Су араластыру жүйелерінде қолданылатын электрлік клапандардың негізгі түрлері қандай?

Негізгі үш түрі — электрлік шарикті саңылаулар, электрлік көбелек саңылаулар және электромагнитті саңылаулар. Олар химиялық дозалаудан бастап ағынды бақылау мен кері шаймалау циклын автоматтандыруға дейін әртүрлі мақсаттарға арналған.

Электрлік саңылаулар неліктен механикалық және пневматикалық нұсқаларға қарағанда ұтымды?

Электрлік саңылаулар дәлдікті, автоматтандыруды және сенімділікті арттырады. Сонымен қатар олар еңбек шығындарын және энергия тұтынуды азайтады, сондықтан тиімдірек және экологияға қолайлы болып табылады.

Электрлік басқару саңылаулары су жүйелерінде кері ағымды қалай болдырмақшы?

Олар қысым өзгерістеріне жылдам реакция беру, тұрақты қысым айырмашылығын сақтау және ішке ластану орын алмас үшін қажет болған кезде тығыз жабылу арқылы кері ағымды тоқтатады.

Электрлік саңылауларды ақылды бақылау жүйелерімен ынтымақтас-тыруға бола ма?

Иә, электрлік саңылауларды автоматтандырылған басқару жүйелерімен, SCADA және қашықтан басқару мүмкіндіктерімен ынтымақтас-тыруға болады, бұл үдеріс тиімділігін арттырады және нақты уақыт режимінде деректерді бақылау мен жауап беруге мүмкіндік береді.